Книга: Популярная библиотека химических элементов. Книга первая. Водород — палладий

Марганец и жизнь

Марганец и жизнь

Еще в начале прошлого века было известно, что марганец входит в состав живых организмов. Сейчас установлено, что незначительные количества марганца есть во всех растительных и животных организмах. Нет его только в белке куриного яйца и очень мало — в молоке.

В организме марганец распределяется неравномерно. Например, в 100 г сухого вещества стеблей винограда содержится 191 мг марганца, корней — 130 мг, а ягод — всего 70 мг. В крови человека и большинства животных содержание марганца составляет около 0,02 мг/л. Исключение составляют овцы, кровь которых богаче марганцем — 0,06 мг/л. Установлено, что марганец играет значительную роль в обмене веществ. В растениях он ускоряет образование хлорофилла и повышает их способность синтезировать витамин С. Поэтому внесение марганца в почву заметно повышает урожайность многих культур, в частности озимой пшеницы и хлопчатника.

Отсутствие марганца в пище животных сказывается на их росте и жизненном тонусе. Мыши, которых кормили одним молоком, содержащим очень мало марганца, теряли способность к размножению. Когда же к их пище начали добавлять хлористый марганец, эта способность восстановилась.

Элемент № 25 влияет и на процессы кроветворения. Кроме того, он ускоряет образование антител, нейтрализующих вредное действие чужеродных белков. Один из немецких ученых вводил морским свинкам смертельные дозы столбнячных и дизентерийных бактерий. Если после этого вводилась только противостолбнячная и противодизентерийная сыворотка, то животным она уже не помогала. Введение сыворотки и хлористого марганца излечивало морских свинок. Внутривенным вливанием раствора сульфата марганца удается спасать укушенных каракуртом — ядовитейшим из среднеазиатских пауков.

МАРГАНЕЦ И ЗОЛОТО. В годы разрухи, вызванной гражданской войной, молодая Советская страна очень нуждалась в валюте. Одним из первых продуктов советского экспорта была чиатурская марганцевая руда. Рудник восстановили в 1923 г., и с тех пор у причалов Поти собирались десятки иностранных кораблей, вывозивших руду. В начале 30-х годов был построен Зестафонский ферросплавный завод, на котором из чиатурской руды получали ферромарганец. Этот продукт, так же как и высококачественная чиатурская руда, и сейчас остается важной статьей советского экспорта. А до революции Россия ввозила ферромарганец.

ЧТО ТАКОЕ МАРГАНЦОВКА? Это всем известная калиевая соль марганцовой кислоты HMnO₄. Ее широко применяют в медицине и ветеринарии, в органическом синтезе (как окислитель) и лабораторной практике (как реактив). Свойства сильного окислителя «марганцовка», она же перманганат калия, особенно ярко проявляет в кислой среде. Однако для очистки лабораторной посуды от жиров и других органических веществ нередко пользуются щелочным раствором перманганата. KMnO₄ — соединение недостаточно стойкое. Распад его происходит при нагревании до 250°С, а в растворе — на свету и при обычной температуре, о чем нам сообщает изменение цвета раствора.

«МИНЕРАЛЬНЫЙ ХАМЕЛЕОН». Если пиролюзит, сплавленный с селитрой и едким кали, растворить в воде, то получится зеленый раствор. Постепенно цвет его меняется. Раствор становится синим, затем фиолетовым, малиновым, потом на дно колбы выпадает бурый осадок. Но стоит только взболтать колбу, как раствор вновь становится зеленым. За эти изменения цвета Шееле назвал марганцовистокислый калий K₂MnO₄ «минеральным хамелеоном». Это название употреблялось и 100 лет спустя после открытия Шееле.

МАГНИТНЫЙ МАРГАНЕЦ. Марганец, как известно, немагнитен. Однако в 1898 г. немецкий физик О. Гейслер обнаружил интересную закономерность: сплав немагнитного марганца с немагнитными медью и оловом обладает ферромагнитными свойствами. Исследования показали, что наилучшие магнитные свойства имеет сплав состава Cu₂MnSn. Выяснилось также, что олово в сплаве можно заменить алюминием, мышьяком, сурьмой, бором или висмутом. Ферромагнетизм при этом сохраняется.

О КОНКРЕЦИЯХ. Конкрециями называют минеральные образования округлой формы. Они встречаются в осадочных горных по- родах, их извлекают со дна океанов. Конкреции очень богаты марганцем. В 1969 г. при глубоководном погружении подводной лодки была добыта со дна гигантская конкреция весом около 90 кг. Ее состав, считая только главные компоненты: марганца и кристаллизационной воды — по 25%, железа — 15%. Предполагается, что запасы железомарганцовых конкреций на дне Тихого океана приближаются к 1,5 млрд. т, а поскольку конкреции, по- видимому, образуются путем коагуляции и осаждения минеральных веществ из морской воды, их запасы растут в среднем на 90 млн. т в год.

Капиталистические страны с развитой металлургической промышленностью — США, Великобритания, Франция, ФРГ, Япония и другие — не располагают богатыми месторождениями марганцовых руд. Поэтому там особенно интересуются конкрециями как источником марганца.

И МАРГАНЕЦ «ПОМНИТ». Несколько лет назад сотрудники Института металловедения и физики металлов пришли к выводу, что способностью «запоминать» единожды приданную форму и восстанавливать ее при нагревании должны обладать многие сплавы марганца. До этого был известен лишь один такой сплав — с медью, однако позже «эффект памяти формы» был обнаружен еще и у группы марганцево-никелевых сплавов, в которых никеля было не больше 15%. При, нагреве немного выше 100°C такие сплавы — одни лучше, другие хуже — «вспоминали» первоначально приданную форму и частично восстанавливали ее.